Рассмотрим все тонкости использования простых и вложенных циклов for для ввода, обработки и вывода данных. Разберем дополнительные операторы и условия, а в конце статьи – решим 10 практических заданий.

← Часть 8 Методы работы со множествами

Для выполнения повторяющихся, однотипных операций в программировании используются циклы. В Python таких циклов два:

• for – счетный цикл, повторяется определенное количество раз;
• while – условный цикл, повторяется до выполнения определенного условия.

В этой статье мы разберем цикл for, а в следующей – while.

Назначение цикла for в Python

Цикл for используется в двух случаях:

• Если нужно выполнить одну операцию (или набор из нескольких различных действий) определенное количество раз.
• Если необходимо провести итерацию (перебор) элементов коллекции – списка, строки, словаря, кортежа, множества – одновременно выполняя какие-либо операции с этими элементами.

В любом из этих случаев цикл for может быть:

• простым – состоящим из одного for-цикла;
• вложенным – состоящим из двух и более for-циклов.

Кроме того, цикл может содержать:

• простые и многоуровневые условия if… elif… else;
• оператор break для прерывания и continue для перехода к следующей итерации.

Каждый из этих вариантов мы рассмотрим ниже.

Структура простого цикла Python for

Простой цикл for выглядит так:

         for название_переменной in range(число_повторений):     тело цикла      

Простейший пример такого цикла:

         >>> for i in range(5):     print('Python')      Python Python Python Python Python      

Другой пример простого цикла – перебор элементов какой-либо коллекции:

         for название_переменной in название_коллекции:     тело цикла      

Код и результат работы подобного цикла выглядят так:

         >>> for i in 'Python':     print(i)      P y t h o n      

Первая строка, открывающая цикл for, завершается двоеточием:. Такие двоеточия используются во многих конструкциях Python, не только в for, и каждый раз, обнаруживая :, интерпретатор будет ожидать индентацию (отступ) на следующей строке. Отступы в Python разделяют код на логические блоки (в других языках такое разделение происходит с помощью иных знаков – фигурных скобок, точки с запятой). В соответствии с руководством PEP8, отступ может состоять либо из 4 пробелов, либо из одного символа табуляции Tab. Индентация пробелами – предпочтительна, табами – допустима. Однако недопустимо смешивать пробелы и табуляцию – это сразу же приведет к ошибке:

         TabError: inconsistent use of tabs and spaces in indentation     

Недостаток или избыток пробелов также приводят к ошибке, поскольку не дают интерпретатору определить, к какому именно логическому блоку относится фрагмент кода:

         IndentationError: unindent does not match any outer indentation level     

Структура вложенного цикла for

Любой цикл for может включать в себя другой for-цикл (или даже несколько):

         lst1 = ['1', '2', '3', '4', '5'] lst2 = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e'] for i in lst1:     for j in lst2:         print(i + j)      

Во время выполнения вложенного цикла Python сначала перебирает все элементы внутреннего цикла, а затем переходит к следующему элементу внешнего цикла:

         1a 1b 1c 1d 1e 2a 2b 2c 2d 2e 3a 3b 3c 3d 3e 4a 4b 4c 4d 4e 5a 5b 5c 5d 5e      

Структура цикла for с условием

Для проверки соответствия переменных (элементов) каким-либо условиям в Python используется конструкция вида if… elif… else…:

         age = int(input('Сколько тебе лет? ')) if age < 7:     print('В какой детсад ходишь?') elif 7 <= age <= 18:     print('В какой школе учишься?') elif 18 <= age <= 23:         print('Учишься в ВУЗе?') elif 60 <= age < 90 :         print('Уже не работаешь?')         elif age > 90:         print('Долгожитель!') else:     print('Где работаешь?')      

Разумеется, при решении более простых задач условие может выглядеть гораздо проще:

         st = 'abracad5bra' for i in st:     if not i.isalpha():         print(i)      

Структура цикла for с прерыванием break и пропуском continue

Иногда цикл нужно завершить досрочно в связи с обнаружением какого-либо значения или события. В этом случае используют оператор break:

         st = '32ey.5yhsf$h%owe82038e-3q0dwaefsfdgfhyfWfd9fG' for i in st:     if i.isdigit() and int(i) > 8:         break      

Выполнение этого кода прервется, как только интерпретатор дойдет до цифры 9 в строке st.

Помимо прерывания цикла, часто возникает необходимость не совершать операцию (или набор действий) для определенного элемента. Для этого используют оператор continue, который переходит к следующей итерации при обнаружении элемента, который не следует обрабатывать:

         st = 'м.у$т^а>б(о@р' for i in st:     if not i.isalpha():         continue     else:         print(i)      

Этот код пропускает все символы, которые не являются буквами. Результат:

         м у т а б о р      

Ввод и вывод данных с помощью цикла for в Питоне

Цикл for часто используют для ввода данных. Например, так можно ввести вложенный список (матрицу) из n строк:

         n = int(input()) lst = [] for i in range(n):     lst.append(list(map(int, input().split())))      

А так матрицу можно вывести:

         # 1-й способ вывода for i in lst:     print(*i)  # 2-й способ вывода for i in range(len(lst)):     for j in range(len(lst)):         print(lst[i][j], end=' ')     print() print()      

Результат вывода матрицы из 5 строк:

         1 2 3 4 7 7 8 3 9 0 1 3 9 5 3 2 7 4 9 2 1 9 0 4 5      

Особенности цикла for в Python

1. В цикле for может быть более одной переменной. Например, так можно вывести на экран элементы словаря:

         >>> my_dict = {'цвет': 'красный', 'артикул': 'ABC123', 'цена': 650} >>> for k, v in my_dict.items(): 	print(f'{k} - {v}') 	 цвет - красный артикул - ABC123 цена - 650      

2. Если переменная не используется в теле цикла, вместо названия можно указывать символ подчеркивания _ :

         >>> mydict = {} >>> for _ in range(int(input())): 	k, v = input().split(': ') 	mydict[k.capitalize()] = v.title() 	 3 жанр: ужасы, триллер название: "мизери" автор: стивен кинг >>> print(mydict) {'Жанр': 'Ужасы, Триллер', 'Название': '"Мизери"', 'Автор': 'Стивен Кинг'}      

3. В цикле for можно использовать дополнительные параметры функции range() – старт и шаг:

         >>> for i in range(1, 12, 2): 	print('*' * i) 	 * *** ***** ******* ********* ***********      

4. Для проверки множества условий в цикле for очень удобно использовать словарь:

         ops = {'-':'a - b', '+':'a + b', '*': 'a * b', '/':'a / b'} a, b = int(input('Введите значение a: ')), int(input('Введите значение b: ')) op = input('Введите знак операции: ') if op in ops.keys():     print(eval(ops[op])) else:     print('Поддерживаются операции +, -, * и /')      

Без словаря код выглядел бы так:

         a, b = int(input('Введите значение a: ')), int(input('Введите значение b: ')) op = input('Введите знак операции: ') if op == '-':     print(a - b) elif op == '+':     print(a + b) elif op == '/':     print(a / b) elif op == '*':     print(a * b)   else:     print('Поддерживаются операции +, -, * и /')      

5. Несмотря на то, что во многих случаях цикл for – простой, вложенный, с условиями – можно заменить генератором или списковым включением, обычный цикл читается легче – сравните эти примеры:

Генератор:

         my_dict = {s[0].lower(): s[1] for s in (input().split(': ') for _ in range(int(input())))}     

Обычный цикл for:

         for _ in range(int(input())):     k, v = input().split(': ')     my_dict[k.lower()] = v      

Кроме того, решение многих задач с помощью циклов выглядит более понятным и интуитивным – сравните цикл и генератор для вычисления ряда Фибоначчи:

Цикл + кортежи:

         f1, f2 = 1, 1 for i in range(int(input())):     print(f1)     f1, f2 = f2, f1 + f2      

Генератор Фибоначчи:

         fib = [1, 1] calc = [fib.append(fib[i - 1] + fib[i - 2]) for i in range(2, int(input()))] print(*fib)      

6. Вложенные циклы делают код для ввода и вывода матриц (вложенных списков) довольно объемным. Предположим, что нужно написать программу для ввода и вывода матрицы n x m. При n = 4 и m = 3 результат вывода выглядит так:

         2 5 6 1 7 8 9 0 3 4 7 5      

Сравним код ввода и вывода, написанный с применением вложенных циклов и код, реализованный с помощью генератора:

Вложенные циклы:

         n, m = int(input()), int(input()) matrix = [] for i in range(n):     matrix.append([])     for j in range(m):         temp = input()         matrix[i].append(temp) for i in range(n):     for j in range(m):         print(matrix[i][j], end=' ')     print()      

Генератор:

         n, m = int(input()), int(input()) matrix = [[input() for word in range(m)] for _ in range(n)] [print(*i) for i in matrix]      

7. Хотя генераторы и списковые включения являются, по сути, сжатой формой записи цикла, в синтаксисе циклов и генераторов есть различия. Например, в генераторax и списковыx включениях, в отличие от циклов, не используются операторы break и continue – вместо этого условие формулируется по-другому:

Цикл:

         st = input() sp = [] for i in st:     if i.isalpha():         sp.append(i)     else:         continue print(sp)      

Генератор:

         sp2 = [i for i in st if i.isalpha()] print(sp2)      

8. Для параллельной итерации вместо вложенного цикла удобнее использовать простой for вместе с функцией zip():

         >>> list1 = ['а', 'б', 'в', 'г', 'д'] >>> list2 = [1, 2, 3, 4, 5] >>> for i, j in zip(list1, list2):         print(i + str(j)) а1 б2 в3 г4 д5       

Другой способ параллельной итерации – использование индекса одного из списков. Для обращения к индексам в range() включают функцию len():

         >>> lst1 = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e'] >>> lst2 = [11, 12, 13, 14, 15] >>> for i in range(len(lst1)): 	print(lst1[i], lst2[i]) 	 a 11 b 12 c 13 d 14 e 15      

9. Для работы с индексами в цикле часто используется функция enumerate():

         >>> my_list = ['хард-рок', 'хэви-метал', 'хип-хоп', 'рэп', 'панк-рок'] >>> for i, j in enumerate(my_list): 	print(i, j) 	 0 хард-рок 1 хэви-метал 2 хип-хоп 3 рэп 4 панк-рок      

10. При решении задач в циклах часто используют счетчики. Так, например, можно подсчитать количество отрицательных чисел:

         lst = [5, 6, -3, 1, 12, -2, -7, 8, 3, 2] k = 0 for i in lst:     if i < 0:         k += 1 print(f'Количество отрицательных чисел: {k}')        

Результат:

         Количество отрицательных чисел: 3     

Практика

Задание 1

Напишите программу, которая получает от пользователя число n и выводит n строк с результатом умножения чисел от 1 до n на символ *.

Пример ввода:

         7     

Вывод:

         Умножаю * на 1: * Умножаю * на 2: ** Умножаю * на 3: *** Умножаю * на 4: **** Умножаю * на 5: ***** Умножаю * на 6: ****** Умножаю * на 7: *******      

Решение:

         n = int(input()) for i in range(1, n + 1):     print(f"Умножаю * на {i}: {'*' * i}")      

Задание 2

Напишите программу, которая получает от пользователя строку целых чисел, и выводит:

• Количество положительных чисел.
• Произведение всех отрицательных чисел.
• Минимальное и максимальное числа без использования функций min() и max().

Пример ввода:

         3 -5 2 4 12 7 3 4 6 9 25 -50 12 35 2 11     

Вывод:

         Количество положительных чисел: 14 Произведение отрицательных чисел: 250 Минимальное число: -50 Максимальное число: 35      

Решение:

         lst = map(int, input().split()) pos = 0 neg_prod = 1 min_num = 0 max_num = 0 for i in lst:     if i > 0:         pos += 1     elif i < 0:         neg_prod *= i     if i < min_num:         min_num = i     elif i > max_num:         max_num = i print(f'Количество положительных чисел: {pos}') print(f'Произведение отрицательных чисел: {neg_prod}') print(f'Минимальное число: {min_num}') print(f'Максимальное число: {max_num}')      

Задание 3

Напишите программу, которая создает вложенный список из n строк, полученных от пользователя, и выводит сумму и произведение элементов каждого подсписка (без использования sum() и math.prod()).

Пример ввода:

         6 4 5 6 7 8 2 1 3 9 8 6 4 3 2 6 9 7 6 3 2 1 4 5 7 2 7 3 2 1 6      

Вывод:

         Подсписок 0: сумма чисел = 30, произведение = 6720 Подсписок 1: сумма чисел = 53, произведение = 2903040 Подсписок 2: сумма чисел = 74, произведение = 2508226560 Подсписок 3: сумма чисел = 101, произведение = 5688657838080 Подсписок 4: сумма чисел = 120, произведение = 1592824194662400 Подсписок 5: сумма чисел = 139, произведение = 401391697054924800      

Решение:

         n = int(input()) lst = [] for i in range(n):     lst.append(list(map(int, input().split())))  summa = 0 prod = 1 for i, j in enumerate(lst):     for num in j:         summa += num         prod *= num             print(f'Подсписок {i}: сумма чисел = {summa}, произведение = {prod}')      

Задание 4

Напишите программу, которая получает от пользователя строку текста и число n, а затем выводит вложенный список, в котором n последовательных элементов принадлежат разным подспискам.

Пример ввода:

         абвгдеёжзийклмнопрстуфхцчшщъыьэюя 9      

Вывод:

         [['а', 'и', 'с', 'ъ'], ['б', 'й', 'т', 'ы'], ['в', 'к', 'у', 'ь'], ['г', 'л', 'ф', 'э'], ['д', 'м', 'х', 'ю'], ['е', 'н', 'ц', 'я'], ['ё', 'о', 'ч'], ['ж', 'п', 'ш'], ['з', 'р', 'щ']]     

Решение:

         st = list(input()) n = int(input()) result = [] for i in range(n):     result.append(st[i::n]) print(result)      

Задание 5

Напишите программу для транспонирования квадратной матрицы.

Пример ввода:

         5 1 4 7 8 9 3 5 6 1 0 8 2 4 7 2 8 1 0 3 6 5 4 9 1 2      

Вывод:

         1 3 8 8 5 4 5 2 1 4 7 6 4 0 9 8 1 7 3 1 9 0 2 6 2      

Решение:

         n = int(input()) matrix = [input().split() for _ in range(n)] for i in range(n):     for j in range(i, n):         matrix[i][j], matrix[j][i] = matrix[j][i], matrix[i][j] for i in matrix:     print(*i)        

Задание 6

Напишите программу, которая выводит на экран снежинку размера n x n. Элементы снежинки состоят из символов *, фон – из точек.

Пример ввода:

         15     

Вывод:

         * . . . . . . * . . . . . . * . * . . . . . * . . . . . * . . . * . . . . * . . . . * . . . . . * . . . * . . . * . . . . . . . * . . * . . * . . . . . . . . . * . * . * . . . . . . . . . . . * * * . . . . . . * * * * * * * * * * * * * * * . . . . . . * * * . . . . . . . . . . . * . * . * . . . . . . . . . * . . * . . * . . . . . . . * . . . * . . . * . . . . . * . . . . * . . . . * . . . * . . . . . * . . . . . * . * . . . . . . * . . . . . . *      

Решение:

         n = int(input()) snowflake = [['.'] * n for _ in range(n)]  for i in range(n):     for j in range(n):         if i == n // 2 or j == n // 2:             snowflake[i][j] = '*'         elif i == j or i + j + 1 == n:             snowflake[i][j] = '*'              for line in snowflake:     print(*line)       

Задание 7

Напишите программу, которая:

• создает квадратную матрицу из полученных на вход строк;
• проверяет, является ли матрица симметричной относительно побочной диагонали;
• выводит Да или Нет в зависимости от результата.

Пример ввода:

         4 1 2 3 1 2 2 2 3 3 3 2 2 4 3 2 1      

Вывод:

         Да     

Решение:

         n = int(input()) matrix = [] for _ in range(n):     matrix.append(list(map(int, input().split()))) ans = 'Да' for i in range(n - 1):     for j in range(n - i - 1):         if matrix[i][j] != matrix[n - j - 1][n - i - 1]:             ans = 'Нет'             break     if ans == 'Нет':         break print(ans)      

Задание 8

Напишите программу, которая получает от пользователя число 1 <= n <= 9, и выводит таблицу умножения для всех чисел от 1 до n.

Пример ввода:

         5     

Вывод:

         1 * 1 = 1 1 * 2 = 2 1 * 3 = 3 1 * 4 = 4 1 * 5 = 5 1 * 6 = 6 1 * 7 = 7 1 * 8 = 8 1 * 9 = 9   2 * 1 = 2 2 * 2 = 4 2 * 3 = 6 2 * 4 = 8 2 * 5 = 10 2 * 6 = 12 2 * 7 = 14 2 * 8 = 16 2 * 9 = 18   3 * 1 = 3 3 * 2 = 6 3 * 3 = 9 3 * 4 = 12 3 * 5 = 15 3 * 6 = 18 3 * 7 = 21 3 * 8 = 24 3 * 9 = 27   4 * 1 = 4 4 * 2 = 8 4 * 3 = 12 4 * 4 = 16 4 * 5 = 20 4 * 6 = 24 4 * 7 = 28 4 * 8 = 32 4 * 9 = 36   5 * 1 = 5 5 * 2 = 10 5 * 3 = 15 5 * 4 = 20 5 * 5 = 25 5 * 6 = 30 5 * 7 = 35 5 * 8 = 40 5 * 9 = 45      

Решение:

         n = int(input()) for i in range(1, n + 1):     for j in range(1, 10):         print(i, '*', j, '=', i * j)     print()      

Задание 9

Напишите программу, которая получает на вход нечетное положительное число n, и выводит треугольник, указывающий вправо.

Пример ввода:

         11     

Вывод:

         * ** *** **** ***** ****** ***** **** *** ** *      

Решение:

         n = int(input()) for i in range(1, n // 2 + 2):     print('*' * i, sep='n') for i in range(n // 2, 0, -1):     print('*' * i)      

Задание 10

Напишите программу, которая:

• получает на вход x и y координаты n точек;
• подсчитывает количество точек в каждой из координатных четвертей.

Примечание: к четвертям не относят точки, лежащие непосредственно на координатных осях X и Y.

Пример ввода:

         8 -4 1 3 6 7 -9 -1 -10 15 5 -12 15 11 17 -10 1      

Вывод:

         Первая четверть: 3 Вторая четверть: 3 Третья четверть: 1 Четвертая четверть: 1      

Решение:

         q_1, q_2, q_3, q_4 = 0, 0, 0, 0 for _ in range(int(input())):     x, y = [int(i) for i in input().split()]     if int(x) > 0 and int(y) > 0:         q_1 += 1     elif int(x) < 0 and int(y) > 0:         q_2 += 1     elif int(x) < 0 and int(y) < 0:         q_3 += 1     elif int(x) > 0 and int(y) < 0:          q_4 += 1  print(f'Первая четверть: {q_1}', f'Вторая четверть: {q_2}', f'Третья четверть: {q_3}', f'Четвертая четверть: {q_4}', sep='n')      

Подведем итоги

Цикл for универсален – его можно использовать для ввода, обработки и вывода данных. Простые циклы удобнее заменять генераторами и списковыми включениями, но сложные лучше использовать в обычном, развернутом виде – это упрощает отладку и чтение кода.

В следующей статье будем изучать особенности цикла while.

Содержание самоучителя

1. Особенности, сферы применения, установка, онлайн IDE
2. Все, что нужно для изучения Python с нуля – книги, сайты, каналы и курсы
3. Типы данных: преобразование и базовые операции
4. Методы работы со строками
5. Методы работы со списками и списковыми включениями
6. Методы работы со словарями и генераторами словарей
7. Методы работы с кортежами
8. Методы работы со множествами
9. Особенности цикла for

*** Больше полезных материалов вы найдете на нашем телеграм-канале «Библиотека питониста» Интересно, перейти к каналу